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BIS U-Basishandbuch
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Reflexion, Streuung und Adsorption von elektromagnetischen Wellen
Elektromagnetische Wellen breiten sich nach der Ablösung von der Antenne annähernd mit
Lichtgeschwindigkeit aus und treffen auf Objekte unterschiedlichster Beschaffenheit. Die Welle
kann sowohl absorbiert als auch in unterschiedlicher Stärke in viele Richtungen reflektiert oder
gestreut werden.
Neben der Materialbeschaffenheit, hier sei an Metalle oder polare Flüssigkeiten erinnert, hat die
Größe der Hindernisse einen entscheidenden Einfluss auf die Rückstreueigenschaften:
Die Überlagerungen der Primär-Welle mit vagabundierenden Teilwellen, die durch Reflexionen,
Streuung oder Beugung an metallischen Strukturen in einer realen Umgebung entstehen, können
zu lokalen Überhöhungen oder Verringerung der elektrischen Feldstärke führen. Ist die Absen-
kung der Feldstärke so stark, dass sie unter den Wert für die Ansprechfeldstärke des Datenträ-
gers sinkt, so bricht die Kommunikation zwischen Auswerteeinheit und Datenträger ab. Führt
jedoch an einem weiter entfernt liegenden Punkt vor der Antenne, die Wechselwirkung mit der
Umgebung wieder zu einer Erhöhung der Feldstärke, so kann hier wieder eine stabile Kommuni-
kation zwischen Datenträger und Auswerteeinheit entstehen. Durch Feldüberhöhungen können
so auch Überreichweiten erzeugt werden.
Aus diesem Grunde können für ein vorgegebenes UHF-Identifikationssystem – beste-
hend aus Datenträger und Antenne/Auswerteeinheit – keine für alle Applikationen oder
Randbedingungen gültigen Lesereichweiten angegeben werden.
Abbildung 12: Entstehung von Bereichen ohne Kommunikation (Leselöcher)
Es wurde bereits qualitativ begründet, dass die Wechselwirkung der elektromagnetischen Wellen
mit den Objekten der realen Umgebung und mit sich selbst zu Veränderungen der erwarteten
Feldstärkeverteilung bzw. Freiraumdämpfung führen. Es soll an ausgewählten Beispielen die Aus-
wirkung solcher Wechselwirkung auf das Verhalten der UHF-Technologie dargestellt werden.
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Rayleigh-
Die Reflexionen sind vernachlässigbar, wenn deren Ausdehnungen deutlich
Bereich
kleiner als die Wellenlänge sind.
Resonanz-
Die Objektgröße ist vergleichbar mit der Wellenlänge. Es werden resonante
Bereich
Absorptionen und Abstrahlungen von scharfen Objektkanten, Schlitzen und
Spitzen beobachtet, die zu Änderung der Polarisationsrichtung, zu Feldüber-
höhungen oder zu Feldauslöschungen führen können.
Optischer
Die Objektabmessungen sind groß gegenüber der Wellenlänge. Geometrie
Bereich
und die Lage des Objekts (Einfallswinkel der Welle) haben einen Einfluss auf
das Rückstreuergebnis. Näherungsweise können die Erfahrungen aus der
geometrischen Optik genutzt werden.
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
Ansprechfeldstärke
Datenträger
2,00
1,00
0,00
0
50
100
erwarteter Feldstärkeverlauf
gemäß der theoretischen
Freiraumdämpfung
Feldstärkeverlauf
gemessen
150
200
250
300
Abstand zur Antenne in cm
Bereich ohne
Kommunikation
350
400
450
500
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